电力系统认识实习报告

电气工程学院实习教学考核表

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认识实习报告

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实习时间：2017.8.28-9.22

电力系统实习报告

电力系统在我们电气专业中的地位和重要性不必多言，它是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。我们专业的学生在大三要学习《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》，因此短学期开设的这一门“电力系统实习”课程十分的有意义，可以帮助我们提前了解一下电力系统的大概情况，从而对长学期的学习打下良好的基础。

理论知识预备

在电力系统实习的理论课上，老师通过视频向我们介绍了电力系统方面的一些知识。电力系统是指由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。电力系统的主体结构有发电厂、变电所、输电配电线路和负荷端。各电源点还互相联接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性。通过视频学习，我主要了解到发电厂和变电站的相关知识。

发电厂

发电厂就是电力生产中心，它的作用就是产生电能共给人们使用。由于电能是二次能源，即由一次能源经过加工或者转换得到的其他种类和形式的能源，而自第二次工业革命以来，电能取代蒸汽，已经成为人类最需要的能源。随着人们对电能的需求越来越大，发电厂也就应运而生。目前我国最主要的发电厂形式有火力发电厂、水力发电厂、风力发电厂、核电厂等等。视频里详细介绍了火力发电和水力发电两种形式的发电厂。

火力发电厂

火力发电是指利用煤、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。由于我国的煤炭资源很丰富，火力发电一直是我国的主要发电形式。火电厂有许多分类，按原动机分可以分为凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂等等。我国的主力火电厂是凝汽式汽轮机发电厂。

火力发电的主要过程就是将煤炭中含有的化学能变为电能的过程。整个生产过程主要分成3个阶段：

1.燃烧系统中，燃料的化学能在锅炉中燃烧变成热能，加热锅炉中的水使

之成为蒸汽。

2.汽水系统中，锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的转子旋转，将

热能变为机械能。

3.电气系统中，由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，将机械能变

为电能。

其中燃烧系统由运煤、磨煤、燃烧、风烟、灰渣等系统组成；汽水系统由锅炉、汽轮机、凝汽机、除氧器、加热器等设备和管道构成，包括给水系统、循环水系统和补充给水系统等等；电气系统包括发电机、励磁装置、厂用电系统和升压变电站。

火电站布局灵活，装机容量的大小可按需要决定。而且火电厂的一次性投资较少，建造周期短，发电设备年利用小时数较高。然而，火电厂也存在着不小的问题。其耗煤量大，生产成本高，动力设备繁多，机组控制操作复杂，在高峰期事故率较高，对环境的污染也比较严重。而且根基最新的消息，国家已经明令禁止再造火电厂了。

水电厂是把水的势能和动能转化成电能的发电厂，它的基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能变为机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换为电能。我国是世界上水能资源最丰富的国家，水能蕴藏量为6.76亿kW，因此开发水电是目前的重中之重。

按集中落差来分类，水电厂可分为坝后式水电厂、河床式水电厂、引水式水电厂等等。水电厂的优点很多，如下：

1.可综合利用水能资源。除了发电以外，还有防洪、灌溉、航运等多方面

综合效益。

2.发电成本低、效率高。

3.运行灵活，设备简单，易于实现自动化。

4.不污染环境，还可调节空气的温度和湿度。

但是水电厂也存在一定的问题，例如投资较大、工期较长；建造和生产受到地理条件限制，发电量受到水文和气象条件的制约；不利与农业生产，一定程度上破坏自然平衡等等。

变电站

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电气设备，在电力系统中是输电和配电的集结点。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按照在电力系统中的地位和作用来分，变电站可以分为：枢纽变电站、中间变电站、区域变电站、企业变电站、用户变电站等等。

变压器是变电站的主要设备，分为双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器(即高、低压每相共用一个绕变压器组，从高压绕组中间抽出一个头作为低压绕组的出线的变压器。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变压器和降压变压器。前者用于电力系统送端变电站，后者用于受端变电站。变压器的电压需与电力系统的电压相适应。为了在不同负荷情况下保持合格的电压有时需要切换变压器的分接头。

开关设备包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等等，它们都是断开和合上电路的设备。断路器在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路;故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动合闸功能。在中国，220KV以上变电站使用较多的是空气断路器和SF6断路器。和少油、多油断路器相比，SF6断路器具有开断能力强、允许连续开断次数多、无火灾危险、机电磨损小的优点，这些都得益于SF6气体优良的绝缘和灭弧性能。目前，SF6全封闭组合电器(GIS)得到广泛应用。它把断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中，后集中组成一个整体外壳，并充以六氟化硫气体作为绝缘介质。这种组合电器具有结构紧凑体积小重量轻不受大气条件影响，检修间隔长，无触电事故和电噪声干扰等优点。

近年来随着科技的不断进步，数字化变电站和智能变电站的使用日趋广泛，在现代电力系统中发挥着越来越重要的作用。其中数字化变电站是由智能化的一次设备和网络化的二次设备在IEC61850通信协议基础上分层构建，能够实现智能设备之间的信息共享和互操作的现代化变电站。而智能变电站是指采用更为先进的智能设备，自动完成信息采集、测量、控制、保护等基本功能，并根据电网需要实时自动调节、智能控制、在线分析决策等等高级功能。